泥水平衡頂管法介紹

1、泥水平衡頂管法介紹new1、工程內(nèi)容該工程處于杭州市人口稠密、商業(yè)繁華的文一路上，地下管線縱橫交錯(cuò)，水、電、氣、通訊、下水管線 多達(dá)數(shù)十種，根據(jù)勘探資料土質(zhì)條件差別很大。井位號(hào)井位中心距10# 11# 20015# 16# 1702、原理在頂管施工中，把用水力切削泥土以及雖然采用機(jī)械切削泥土而采用水力輸送棄土，同時(shí)有的利用泥水 壓力來平衡地下水壓力和土壓力的這一類頂管形式都稱為泥水式頂管施工。泥水平衡理論就是以含有一定量粘土的且具有一定相對(duì)密度的泥漿水充滿掘進(jìn)機(jī)的泥水艙，并對(duì)它施加 一定的壓力，以平衡地下水壓力和土壓力的一種頂管施工理論，按照該理論，泥漿水在挖掘面上能形成泥 膜，以防止地下水的

2、滲透，然后再加上一定的壓力就可以平衡地下水壓力，同時(shí)也可以平衡土壓力。泥水平衡式頂管施工最大的優(yōu)點(diǎn)是：適用的土質(zhì)范圍比較廣，如在地下水壓力很高，以及變化范圍很大的條件下，它都適用?？捎行У乇３滞诰蛎娴姆€(wěn)定，對(duì)所頂管子周圍的土體擾動(dòng)比較小。因此，采用此方法頂管引起的地面 沉降較小。與其他類型的頂管比較，泥水頂管施工時(shí)的總推力比較小，尤其在粘土層這種表現(xiàn)得更為突出，所以 特別適用于長(zhǎng)距離頂管。工作坑內(nèi)的作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全，由于它采用泥水管道，輸送棄土，不存在吊土，搬運(yùn)等危 險(xiǎn)的作業(yè)。泥水輸送棄土為連續(xù)作業(yè)，因此進(jìn)度比較快。3、設(shè)備本工程使用的主設(shè)備是：ISEKI公司Unclemole Z型

3、泥水平衡頂管機(jī)。該設(shè)備有新設(shè)計(jì)的三大功能：頂管機(jī)主體可拆卸成四段?？梢栽诮邮諘r(shí)很方便地在人孔中回收。分段的設(shè)備在工地即可組裝投入運(yùn)行。 在投資上節(jié)省了接收井的費(fèi)用。第二是在機(jī)內(nèi)旁通裝置標(biāo)準(zhǔn)化，大大縮短安裝時(shí)間和防止泥水管道的阻塞。第三新一代的激光反射型方向誘導(dǎo)裝置(RSG)能使操作簡(jiǎn)單而精確。(RSG系統(tǒng)是帶反射鏡方向操作系 統(tǒng))。改良TCZ600型的主要參數(shù)1、尺寸內(nèi)徑 ID (mm) 600外徑 (mm)全長(zhǎng)(mm) 2482最大回收度(mm) 928重量(Kg.f) 18502、切削刀盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)5.5KW轉(zhuǎn)矩 KN.m(Kgf-M) 11.761200轉(zhuǎn)速rpm 3.7偏心次數(shù)86土壓（

4、KPatonf/m2 49050可破碎礫石最大直徑MM 210最大一軸壓縮強(qiáng)度（Mpakgf/cm2）1962000破碎后粒徑（mm） max.203、糾偏油缸數(shù)量2推力（每個(gè)）（伸出tonf） 17.6（縮回 tonf） 15.3糾偏角度上下1.0左右1.84、裝置壓力（Mpakgf/cm2） 13.740流量 50Hze/min 1.0電機(jī)0.4KW5、排泥系統(tǒng)進(jìn)出管徑mm 506、電源220V整套設(shè)置共有八大系統(tǒng)1、頂管機(jī)主體2、進(jìn)排泥系統(tǒng)3、泥水處理系統(tǒng)4、主頂系統(tǒng)5、測(cè)量系統(tǒng)6、吊運(yùn)系統(tǒng)7、供電系統(tǒng)8、洞口止水圈，基坑導(dǎo)軌等附屬系統(tǒng)。4、施工概述（1）選型、改進(jìn)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)勘察資料文

5、一路工程的土質(zhì)，即有砂土、礫石層，還有部分砂礫混合卵石土N值較大。施工 頂進(jìn)距離遠(yuǎn)超過設(shè)備的設(shè)計(jì)指標(biāo)。施工工期很緊，綜合整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)條件，選用了國(guó)際上最為先進(jìn)的ISEKI機(jī) 作本體。改良后的設(shè)備，有如下優(yōu)點(diǎn)：A、適用性極強(qiáng)，可在各種土質(zhì)條件下，如粘質(zhì)土、砂土、礫土、砂礫混合卵石土和軟巖土。B、掘進(jìn)刀盤是帶有錐型破碎的條幅刀盤，能破碎小于外徑30%，一軸強(qiáng)度196Mpa（2000kg/cm2）的礫 石。C、安裝在軌道上的主頂油缸，一次頂進(jìn)長(zhǎng)度超過100M。D、使用先進(jìn)的RSG系統(tǒng)僅一人在地面遙控操作。E、設(shè)計(jì)合理的泥水分離裝置，分離效果好、完全密封、現(xiàn)場(chǎng)清潔。（2）施工過程現(xiàn)將施工過程中的主要內(nèi)容分

6、述如下：從進(jìn)場(chǎng)到出場(chǎng)時(shí)間共用11天。而實(shí)際頂進(jìn)時(shí)間為7天。平均每天頂進(jìn)速度為30M/d。在整個(gè)施工過 程中通過試驗(yàn)、采用合適的泥水平衡。根據(jù)理論、泥水的相對(duì)密度必須大于1.03，即必須是含有一定粘土 成分的泥漿泥。在施工過程中，根據(jù)不同的土質(zhì)條件來控制泥水。見表： 不同土質(zhì)條件下的泥水相對(duì)密度土質(zhì)名稱滲透系統(tǒng)（CM/S）顆粒含量（%）相對(duì)密度粘土及粉土1X10-9 1X10-75151.025 1.075粉砂及細(xì)砂1X10-7 1X10-515 251.075 1.125砂1X10-5 1X10-325 351.125 1.175粗砂及砂礫1X10-3 1X10-135 451.175 1.2

7、25礫石1x10-1以上45以上1.225以上在粘土層中，由于其滲透系數(shù)極小，無論采用的是泥水還是清水，在較短的時(shí)間內(nèi)，都不會(huì)產(chǎn)生不良狀 況，這時(shí)在頂進(jìn)中應(yīng)考慮以土壓力作為基礎(chǔ)。在硬的粘土層中，土層很穩(wěn)定，即使采用清水而不用泥水， 也不會(huì)造成挖掘面失穩(wěn)現(xiàn)象。然而在較軟的粘土層中，泥水壓力大于其主動(dòng)土壓力，從理論上講可防止挖 掘面失穩(wěn)的。但實(shí)際上，即使在靜止土壓力的范圍內(nèi)，頂進(jìn)停止時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，也會(huì)使挖掘面失穩(wěn)，從而導(dǎo) 致地面下沉。這時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高泥水壓力。在施工中也曾發(fā)生意外事故使頂進(jìn)停止。就采用提高泥水壓力來 維持平衡很有效。在滲透系數(shù)較小，如K1x10-3cm/s的砂土中，泥漿相對(duì)密度應(yīng)適當(dāng)提

8、高。這樣在挖掘面上使泥膜在 短時(shí)間內(nèi)形成，從而泥水壓力就能有效控制住挖掘面失穩(wěn)狀態(tài)。在滲透系數(shù)適中，如1x10-3cm/s K1x10-2cm/s的砂土中，挖掘面很容易失穩(wěn)。這時(shí)施工操作特 別仔細(xì)保持泥水穩(wěn)定。即進(jìn)入頂管機(jī)泥水倉(cāng)的泥水中必須含有一定比例的粘土和保持足夠的相對(duì)密度。這 時(shí)光加入粘土以外，還按比例加入膨潤(rùn)土及CMC作為增粘劑來維持泥水性質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到保持挖掘面的穩(wěn) 定。在砂礫層施工、泥水管理極為重要，稍有不慎，即使挖掘面失穩(wěn)。教訓(xùn)極多。由于這種土質(zhì)中粘土含量 很低，所以在泥水的反復(fù)循環(huán)利用中就會(huì)不斷損失一些粘土，只有在循環(huán)泥水中不斷加入粘土，才能保持 住泥水的較高粘度和較大的相對(duì)密度，也只能這樣才能杜絕挖掘面失穩(wěn)現(xiàn)象。長(zhǎng)距離頂管，還會(huì)有頂力增加，測(cè)量精度降低，供電衰減等不利因素，主要采用注漿減摩等技術(shù)來加以 克服。本文不再詳述。（跳轉(zhuǎn)至卷首）5、結(jié)論及建議在文一路施工過程中可得出如下經(jīng)驗(yàn)：（1）必須根據(jù)土質(zhì)條件、設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真選型、專項(xiàng)設(shè)計(jì)、合理配套，才能得到良好的效益。（2）在小口徑超長(zhǎng)距離頂管施工中。一定要施工技術(shù)設(shè)計(jì)嚴(yán)密，方案完善可靠。參數(shù)均要驗(yàn)證。（3）精心操作嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)程運(yùn)作，確保工程質(zhì)量?jī)?yōu)異。建議應(yīng)該